摘要：隨著世界能源危機(jī)日益嚴(yán)重，利用太陽能成為解決能源問題的一大途徑，在此背景下開發(fā)智能太陽能路燈意義重大。本文介紹了智能太陽能路燈系統(tǒng)的組成及工作原理，采用LPC935單片機(jī)作為主控制器，結(jié)合密封鉛酸蓄電池充電專用芯片UC3906，實(shí)現(xiàn)了對密封鉛酸蓄電池最佳充電所需的全部控制和檢測功能，延長了系統(tǒng)的使用壽命。通過熱釋電紅外、微波雙鑒傳感器技術(shù)及以無線通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了紅外微波探測、相鄰路燈間的無線通訊以及主副燈的智能化切換，達(dá)到了節(jié)能減排的效果。

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，世界能源危機(jī)日益嚴(yán)重，利用常規(guī)能源已不能適應(yīng)世界經(jīng)濟(jì)快速增長的需要，開發(fā)和利用新能源越來越引起各國的重視。太陽能源本身的安全可靠、無噪聲、無污染和可再生性的特點(diǎn)，加之現(xiàn)今光伏技術(shù)的逐漸成熟，利用光伏發(fā)電成為解決能源問題的一大途經(jīng)。

智能太陽能路燈是利用太陽能組件的光生伏特效應(yīng)，將光能轉(zhuǎn)換為電能，并儲存在蓄電池中供負(fù)載使用，它是集太陽能光伏技術(shù)、蓄電池技術(shù)、照明光源技術(shù)于一體的新興技術(shù)。太陽能路燈控制器是應(yīng)用于太陽能光伏系統(tǒng)中，協(xié)調(diào)太陽能電池板、蓄電池、負(fù)載的工作，使整個太陽能光伏系統(tǒng)高效，安全的運(yùn)作。

1智能太陽能路燈系統(tǒng)總體方案

智能太陽能路燈系統(tǒng)的由太陽能電池板、蓄電池、LED燈（主燈、副燈）和控制器組成（如圖1所示）。白天太陽能電池板接受太陽輻射能并轉(zhuǎn)化為電能輸出，經(jīng)過充電控制電路儲存在蓄電池中；晚間當(dāng)光線照度降低時，控制器使副燈點(diǎn)亮，進(jìn)行指示性照明。當(dāng)控制器監(jiān)測到有人經(jīng)過時控制器同時點(diǎn)亮主燈和副燈，同時和相鄰前后的燈通訊，控制鄰燈主燈和副燈同時點(diǎn)亮，保證行人在該路段的照明?？刂破鳈z測到蓄電池充電或放電超出一定范圍時，控制器切斷充放電回路，保證電池不被損壞。遇到連續(xù)陰雨天季節(jié)可切換成市電照明，避免蓄電池長期虧電。

2控制系統(tǒng)硬件電路圖設(shè)計

系統(tǒng)硬件是基于P89PLC935單片機(jī)作為主控制器的基礎(chǔ)，設(shè)計出符合功能要求的各個子模塊，原理見圖2。

（1）控制器

控制器選用P89LPC935單片機(jī)，它是一款單片封裝的微控制器，適合于本系統(tǒng)要求的高集成度、底成本的場合，可以滿足多方面的性能要求，LPC935采用了高性能的處理器結(jié)構(gòu)，指令執(zhí)行時間只需2－4個時鐘周期，6倍于標(biāo)準(zhǔn)80C51，同時，LPC935集成了許多系統(tǒng)級的功能，這樣可大大減少元件的數(shù)目，它的8KBROM能滿足本系統(tǒng)程序存儲器的要求，不需用擴(kuò)展EPROM。

該單片機(jī)內(nèi)置的2個4路輸入的8位A/D轉(zhuǎn)換器，不需再單獨(dú)選用A/D轉(zhuǎn)換器，簡化了外圍硬件電路，P89LPC935內(nèi)部的看門狗電路及低電壓掉電檢測可在電源故障和受到強(qiáng)電磁干擾時使系統(tǒng)可靠復(fù)位，提高了系統(tǒng)的安全可靠性。

（2）環(huán)境照度的檢測

本系統(tǒng)采用光敏開關(guān)檢測環(huán)境照度。環(huán)境照度檢測是整個路燈的總開關(guān)，只有在夜晚，環(huán)境照度較低的情況下，主副燈、人體感應(yīng)單元及相應(yīng)的控制電路開始工作，白天均不工作。白天時光敏電阻阻值小，比較器LM358負(fù)端電壓高于正端電壓，比較器輸出低電平，單片機(jī)接收到低電平，屏蔽各種通訊和感應(yīng)信號，夜晚光敏電阻阻值大，比較器負(fù)端電壓小于正端，輸出高電平，單片機(jī)控制接收感應(yīng)信號和通訊信號。

（3）人體感應(yīng)單元

本系統(tǒng)采用被動式熱釋電紅外、微波雙鑒傳感器作為人體感應(yīng)單元。由于人體都有恒定的體溫，一般在36.5℃，所以會發(fā)出特定波長，一般是10μm左右的紅外線。人體發(fā)射的10um左右的紅外線通過菲涅爾濾光片增強(qiáng)后聚集到熱釋電元件上，熱釋電元件接受到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時失去電荷平衡，向外釋放電荷，經(jīng)后續(xù)電路檢測處理并產(chǎn)生報警信號［2］，但是，熱氣流，暖風(fēng)也會造成被動式熱釋電紅外探頭發(fā)出錯誤信號，造成和相鄰燈之間的誤通訊。為了避免誤通訊，同時采用微波傳感技術(shù)，借助微波多普勒效應(yīng)探測移動目標(biāo)。使用熱釋電紅外、微波雙鑒傳感器克服了單一技術(shù)的缺陷，解決了誤通訊的問題，此傳感器的模擬信號直接連接P0.0（內(nèi)置A/D），不需要外接A/D轉(zhuǎn)換電路。